镁合金半固态流变铸造与注射成形在经济技术上的制约因素

镁合金半固态流变铸造与注射成形在经济技术上的制约因素

   半固态流变铸造与注射成形技术是一种新的成形工艺，从纯技术的角度看，这两种工艺都可具有一定的先进性。有人更将半固态加工的流变注射成形工艺，作为解决镁合金易燃的一种成功实施例介绍给国人，但这两种工艺在经济与技术上的制约因素并未为人所注意，工业化的推广，或许就受制于这方面。

  1．经济因素方面
  对压铸工艺有所了解的人员都有一个感性认识，就是不同投影面积的压铸件，需要不同吨位锁模力的压铸机生产。有人作过统计，现时普通压铸机的“可压铸投影面积”，只是其工作台内柱面积的3.5%--17%，压铸机的最大压射充型比压已达到120MPa以上。

   要实现半固态流变铸造与注射成形技术，这个充型比压还要进一步提高。从工艺技术原理上，进一步提高充型比压并无不妥之处，只是这时设备可生产毛坯的投影面积就更低了，低到一个几乎不能使人接受的极限了！

   该两项技术的经济性应该成为必须注意与考虑的问题，因为从生产设备的价值看，注射充型比压提高50%，毛坯的生产成本最低也会提高50%。越是大型的设备，生产成本提高的比率趋向更高。

  2．技术因素方面
  用普通压铸机进行铝合金的半固态流变铸造（注射成形），我们手头还没有更多的充型比压的资料数据。但有一点是肯定的，这就是半固态加工时所需的充型比压远比纯液态压铸的充型比压高，并且毛坯越是复杂，汤料在流道上的温度损失越大，在有效充填成形上甚至会变得不可能。

  为什么会这样？因为半固态加工的充型，并不遵守帕斯卡定律，充型的压强并不能有效“转弯”，并不能有效传递到半固态桨料的每一个点，它的“压强损失”非常之大。就偏心充型与中心充型来说，两者的差异就已经很大了。如提高半固态桨料的临界温度，恐怕又失去了半固态加工的实质意义，这确是一对很难调和的矛盾。

不要小看这个“不大”的技术问题，或许就是这一点，不但从经济上使得半固态加工的注射成形变得没有实用性，特别是偏心充型方式对毛坯成形结构种类的限制，充型压强的直线下降，使得一些很简单的毛坯，其基本充型都不能完成，造成其工艺的可行性都成了问题。

所以，建议希望购买这类外国设备的国内厂家，高度注意这个问题。不然，设备买回来了，经济上的账还好算，工艺“细节”上对这项工艺的可行性制约，就是一个大问题了。

  3． 对这两项工艺的超越
  “开式半固态触变铸造”可描述为“正向冲头挤压式半固态触变铸造”，它的技术工艺性与经济性，超越不了用四柱液压机进行的传统液态模锻（熔汤锻造）工艺。与“开式（正向冲头挤压）半固态触变铸造”工艺相比，半固态流变注射成形工艺的实现方式更不具有优势，相信还是一个死胡同。走出这个死胡同，还得找到一项对这两项工艺实现超越的工艺，这就是连铸连锻技术。

    连铸连锻的工艺原理很简单，算不上什么新鲜的东西，只是用什么方式能更好地实现，倒是一个大难题。国内一项名为“挤压压铸模锻（简称‘压铸模锻’）”的发明专利技术，是一项将压铸机与液压机合二为一的装备技术，可生产结构最复杂的液态模锻（熔汤锻造）件。

    有一项参数值得好好记住：对于铝合金液态模锻（熔汤锻造）毛坯来说，要实现不产生缩孔缩松缺陷，其模锻补缩比压的理论值是60MPa左右，这个数值，约为普通压铸工艺最大充型比压的50%。也就是说，采用压铸模锻的工艺，可生产的毛坯投影面积比压铸工艺大一倍。

    具有相同公称拉抗力的压铸模锻设备，不但能生产比压铸工艺大一倍投影面积的毛坯，内部完全没有缩孔缩松缺陷，还是锻态组织，相信这也是半固态加工流变铸造注射成形工艺所梦寐以求的吧？

感兴趣的，可上网搜索一下“挤压压铸模锻”这项技术。

作者：广东肇庆鸿银机电科技有限公司
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